Plusieurs études ont mis en évidence les effets protecteurs des HMO contre les infections. Il y a déjà quelques années, l’étude Puccio a démontré la protection que certains HMO peuvent induire. Dans cette étude prospective comparative, les nourrissons nourris au lait infantile contenant 2 HMO et nés par césarienne avaient moins d'infections des voies respiratoires, moins d’épisodes de bronchiolites et une réduction de l’utilisation d'antibiotiques et d'antipyrétiques par rapport aux enfants recevant un lait infantile sans HMO.

Les HMO sont également associés à une réduction des diarrhées induites par Campylobacter au cours des 2 premières années de vie, chez les enfants nourris au lait maternel avec une concentration élevée en 2'-FL, par rapport à ceux nourris avec un lait maternel avec une faible teneur en 2'-FL.

Les HMO agissent comme des récepteurs solubles des bactéries pathogènes ou modulent les cellules cibles des pathogènes, inhibant l'interaction pathogène-cellule hôte. L'exposition au 3'SL, par exemple, induit un changement dans l'expression des récepteurs cellulaires de la surface des cellules épithéliales, entraînant une diminution de la reconnaissance par les pathogènes, diminuant ainsi les possibilités d’accrochage des pathogènes à la surface de la cellule hôte. Un effet identique a été montré pour les infections virales. Une diminution de la liaison des virus aux cellules intestinales DLD1 par les HMO a également été mise en évidence. Fait intéressant, cet effet particulier des HMO ne se limite pas aux cellules intestinales, mais a aussi été démontré sur les cellules épithéliales pharyngées et buccales. Il a été démontré en effet que l'effet d’inhibition de la fixation des bactéries et des virus sur le système respiratoire était dû à la fraction de faible poids moléculaire du lait maternel, notamment aux oligosaccharides présents dans cette fraction.

De plus, les HMO agissent aussi comme des agents antimicrobiens directs en raison de leur capacité à lier des agents pathogènes. Par exemple, dans l’intestin ils peuvent se fixer aux souches de Streptococcus, et entraîner leur élimination dans les selles. Dans une étude in vitro, des techniques d’analyse comme la cristallographie aux rayons X a démontré que les HMO 2'-FL et 3'-FL sont capables de se lier au norovirus, inhibant ainsi son activité cytotoxique. Il a été également démontré que les HMO peuvent être des substrats directs pour les agents pathogènes, empêchant l'infection des cellules hôtes. Enfin, d’autres études ont montré que les HMO sialylés protègent les cellules épithéliales en empêchant l'internalisation d'Escherichia coli in vitro, inhibant l'infection des cellules.

Enfin, les propriétés antiadhésives des HMO s'appliquent également à certains protozoaires parasites. Par exemple, l’infection par Entamoeba histolytica (un protozoaire qui détruit l'épithélium du gros intestin et qui peut apparaître dans le foie, les poumons ou la rate) nécessite que le protozoaire se fixe à la muqueuse du côlon de l'hôte. Les parasites qui ne peuvent pas se fixer sont excrétés dans les fèces et ne causent pas de maladie. Il a été montré que certains HMO réduisent considérablement la liaison et la cytotoxicité d'E. histolytica lors d'essais in vivo. Cela peut expliquer pourquoi les nourrissons allaités sont moins susceptibles d'être infectés par E. histolytica ou d'autres protozoaires que les nourrissons nourris au lait infantile.

Les HMO peuvent prévenir les infections :

1. en modulant l'expression des récepteurs de fixation à la surface de la cellule,
2. en liant directement les agents pathogènes en inhibant leur adhésion, et
3. en empêchant l'internalisation dans l'intestin.

Sources

• Puccio G, Alliet P, Cajozzo C, Janssens E, Corsello G, Sprenger N, et al. . Effects of Infant Formula With Human Milk Oligosaccharides on Growth and Morbidity: A Randomized Multicenter Trial. J Pediatr Gastroenterol Nutr (2017) 64(4):624–31. 10.1097/MPG.0000000000001520
• Ackerman DL, Doster RS, Weitkamp J-H, Aronoff DM, Gaddy JA, Townsend SD. Human Milk Oligosaccharides Exhibit Antimicrobial and Antibiofilm Properties Against Group B Streptococcus. ACS Infect Dis (2017) 3(8):595–605.  10.1021/acsinfecdis.7b00064
• Weichert S, Koromyslova A, Singh BK, Hansman S, Jennewein S, Schroten H, et al. . Structural Basis for Norovirus Inhibition by Human Milk Oligosaccharides. J Virol (2016) 90(9):4843–8. López S, editor. 10.1128/JVI.03223-15
• Kuhn L, Kim HY, Hsiao L, Nissan C, Kankasa C, Mwiya M, et al. . Oligosaccharide composition of breast milk influences survival of uninfected children born to HIV-infected mothers in Lusaka, Zambia. J Nutr (2014) 145(1):66–72.  10.3945/jn.114.199794